• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.465-475
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• 2024

Lactiplantibacillus plantarum K9은 굼벵이에서 분리된 다양한 생리활성물질에 기인하여 프로바이오틱스 균주로 활용 가능한 유산균이다. L. plantarum K9 유전체 분석결과로써 박테리아 염색체와 3 plasmid가 존재하는 것으로 나타났다. L. plantarum K9의 핵심 대사경로 분석 결과 해당과정, 오탄당대사(pentose phosphate pathway)는 정상적으로 수행되는 것으로 나타났다. 그러나 포도당신생합성과 ED pathway의 핵심 효소인 fructose-1,6-bisphosphatase (EC: 3.1.3.11)와 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12) / 2-keto-de- oxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55)가 각각 결여되어 있기 때문에 포도당신생합성과 ED pathway는 수행하지 못하는 것으로 제의된다. 또한, TCA 회로에서 fumarate 및 malate를 형성하는 일부 효소만 존재하는 반면에 나머지 TCA 회로에 연관되는 효소들이 모두 결여되어 있었기 때문에 TCA 회로는 진행되지 못하는 것으로 추정되었다. 산화적 전자전달계는 NADH dehydrogenase complex I과 cytochrome reductase complex IV에 해당하는 요소들을 보유하고 있기 때문에 class IIB 타입(bd-type)의 전자전달시스템을 수행할 것으로 예측되었다. 종합적으로, L. plantarum K9은 lactic acid 동형발효를 수행하며, 포도당신생합성 및 오탄당대사가 가능하며, class IIB 타입(bd-type) 산화적 전자전달시스템에 의해 에너지 대사를 수행하는 것으로 제의된다. 따라서, L. plantarum K9은 다른 유산균주에 비교하여 lactic acid 생성량이 비교적 높아 생리활성도가 우수할 것으로 제의된다. 다른 한편으로, L. plantarum K9은 산화적 전자전달이 가능한 것으로 추정되어 산소에 대한 내성이 높아서 배양 특성이 양호하여 프로바이틱스로써 활용가능성이 높은 것으로 제의된다.

• 생명과학회지
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• 제24권10호
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• pp.1046-1054
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• 2014

${\beta}$-1,3-glucanase는 다양한 바이오공정에 널리 사용되어지는 효소로서 산업적 이용가치 증대를 위해 ${\beta}$-1,3-glucanase의 대량생산이 요구되어 지고 있다. 본 연구에서는 반복서열 ${\delta}$-sequence에 의한 integration를 통해 Aspergillus oryzae유래의 ${\beta}$-1,3-glucanase (EXGA)의 과발현 유도를 연구하였다. 먼저 효모내의 여러 염색체상에 EXGA 유전자를 integration하기 위해 $pRS{\delta}K$-exgA와 $pRS{\delta}K$-exgA 플라스미드를 구축하였다. 이 플라스미드는 유전자의 구성적 발현을 위한 ADH1 프로모터, 분비생산을 위한 signal sequence와 ${\beta}$-1,3-glucanase유전자의 integration을 위한 ${\delta}$-sequence를 포함하고 있다. 먼저 $pRS{\delta}K$-exgA 플라스미드를 $BY4742{\Delta}exg1$ 균주에 형질전환하고, 재조합 ${\beta}$-1.3-glucanase가 안정하게 과발현 및 분비생산됨을 확인하였다. 다음으로 geneticin 선별을 통한 integration 유도와 ${\beta}$-1,3-glucanase 활성과의 관계를 조사해보기 위해 $pRS{\delta}K$-exgA 플라스미드를 $BY4742{\Delta}exg1$ (YKY082) 균주에 도입한 결과, geneticin 농도 증가에 따라 ${\beta}$-1,3-glucanase 활성도 증가되었고, geneticin 농도 0.8 mg/ml가 ${\beta}$-1,3-glucanase과발현에 적합한 농도임을 확인 할 수 있었다. 이어서 $pRS{\delta}K$-exgA 플라스미드는 연속적 ${\delta}$-integration에 의해 효모세포 내에 도입되어, 한번, 두번, 세번 그리고 네번의 integration에 의해 ${\beta}$-1,3-glucanase의 비활성은 0.063, 0.095, 0.131 그리고 0.165 unit/ml/$OD_{600}$로 증가되었다. 또한 연속적 integration에 의해 ${\beta}$-1,3-glucanase의 활성이 증가됨에 따라 다양한 염색체에 도입된 EXGA 유전자의 복제수(integration 빈도)도 같이 증가되었음을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과는 반복적 ${\delta}$-sequence integration방법을 통해 재조합 ${\beta}$-1,3-glucanase의 활성을 점진적으로 안정하게 증가시킬 수 있음을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제28권5호
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• pp.605-614
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• 2018

벌 화분은 영양보조제와 전통의약품으로 오랫동안 사용되어 왔다. 그러나 벌 화분은 두터운 외피를 갖고 있어 산이나 알칼리는 물론 위장관의 소화효소와 기계적 압력에 의해서도 잘 파괴되지 않는 단점이 있다. 이로 인해, 벌 화분을 경구로 섭취할 때 생체이용률은 10-15%에 불과한 실정이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 연구진은 이전의 연구에서 습식나노분쇄 기술을 소개하였고 이를 통해 활성성분의 추출률이 약 11배 증가함을 보고하였다. 본 연구에서는 습식나노분쇄를 통해 제조한 나노화 벌 화분의 안전성을 증명하고자 하였다. 먼저, 흰쥐와 비글견에서 단회 투여 독성 시험을 진행하였다. 나노화 벌 화분의 투여 용량은 흰쥐는 5, 10 또는 20 g/kg, 비글견은 1.5, 3 또는 6 g/kg으로 설정하였다. 흰쥐에서는, 10 g/kg 또는 그 이상의 용량을 투여한 동물에서 색변이 관찰되었다. 비글견에서는 6 g/kg 투여군에서 나노화 벌 화분 투여 4시간 후에 설사가 관찰되었다. 그러나, 흰쥐와 비글견 모두에서 뚜렷한 임상증상이 관찰되지 않았으며 안락사 후 부검을 진행한 결과에서도 장기의 이상이 관찰되지 않았다. 다음으로 나노화 벌화분의 유전독성을 복귀돌연변이시험, 염색체이상시험 및 소핵시험을 이용하여 확인하였다. 소핵시험에서는 시험에 사용한 최대용량인 2,000 mg/kg에서도 독성이 발견되지 않았다. 마찬가지로 복귀돌연변이시험과 염색체이상시험에서는 실험에 사용된 최고 농도에서도 독성을 나타내지 않았다. 종합하면 나노화 벌 화분은 본 실험에서 설정한 최고 용량인 20 g/kg/day의 용량까지는 매우 안전한 것으로 판단되며 이러한 결과는 나노화 벌 화분을 기능성 식품 또는 천연물 의약품으로 개발하는 데 중요하게 이용될 것으로 기대된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제18권4호
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• pp.604-611
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• 2011

본 연구에서는 국산 포도로부터 분리된 효모들 중 와인 발효 적성이 우수한 균주들을 선정하여 ITS-I-5.8S-ITS II DNA 염기서열 분석과 분자생물학적인 방법을 통하여 동정하였고 발효환경 내성을 알아보았다. 분리 효모들의 ITS I-5.8S-ITS II 영역을 PCR로 증폭한 결과 약 800bp의 DNA가 증폭됨을 확인하였다. 이 DNA를 제한효소 HaeIII로 처리한 경우 모두 약 400bp의 DNA band 확인되었고, Hinf I로 처리한 경우에는 약 350 bp와 300 bp의 DNA band를 나타내었다. 분리된 4 균주의 염색체 DNA를 PFGE로 확인한 결과 MM10, WW108 그리고 SS89(SS812 동일)가 서로 다른 3가지 염색체 패턴을 나타내었다. ITS I-5.8S-ITS II DNA 염기서열을 분석한 결과 모두 S. cerevisiae CBS 4054 표준균주와 97% 이상의 상동성을 나타내어 매우 가까운 근연관계에 있음을 알 수 있었다. 근린결합분석을 이용한 phylogenetic 분석을 통하여 분리 균주인 MM10, SS89, SS812 그리고 WW108 균주는 S. cerevisiae CBS 4054 표준 균주와 계통 유연관계에서 매우 가까운 위치에 있는 것을 확인할 수 있었다. 동정된 4종의 야생효모 중 200 ppm의 아황산 함유 배지에서 MM10과 WW108 균주는 24시간대에서 6% 미만의 생육 저해률을 보였다. 또한 $30^{\circ}C$ 배양온도에서 30% 포도당을 함유하는 YPD 배지에서 36시간대에서 가장 높은 성장을 나타내었으며, 특히 SS89 균주는 660 nm에서의 흡광도가 약 40에 가까운 수치를 나타내었다. 배양온도 $40^{\circ}C$에서는 모든 효모군이 10~15의 수치를 나타내어 낮은 성장을 나타내었다. 알코올(8%, v/v)을 함유하는 YPD 배지에서 배양초기에는 내성이 약하였으나 배양이 진행되면서 적응을 하기 시작하고 24시간대에서 가장 낮은 생육 저해률을 보였다.

• 식물분류학회지
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• 제35권3호
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• pp.161-174
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• 2005

한국산 반하속 식물의 종간 및 종내 집단간의 유연관계를 조사하기 위하여 RAPD 분석을 수행하였으며, PCR 과정을 통해 증폭된 RAPD 절편들은 300 bp에서 2,500 bp 사이의 구간에서 관찰되었다. 7개의 oligoprimer를 이용한 효소중합반응에서 70개의 유효한 polymorphic band makers를 확인하였고, Nei-Li의 유전적 거리지수를 이용하여 분석하였다. 또한 이러한 자료에 근거하여 종내 개체군 군집에 대한 UPGMA 유집분석 및 NJ tree를 도출하였다. 반하의 지역별 개체군 집단간에는 각각 낮은 유전적 거리지수 수준에서 유집되어 전반적으로 개체군간 유연관계가 밀접한 것으로 조사되었다. 반하는 지역별 개체군에 따라 잎의 형태와 꽃의 색에 따른 형태학적 변이 및 체세포염색체수의 세포학적 변이 패턴을 다양하게 보이고 있어 이는 생육지의 다양성에 의해 나타난 형질분화의 차이로 추정된다. 이런 특성은 반하의 분화속도를 빠르게 하는 주요 원인으로 판단된다. 본 연구를 통해 볼 때 새로운 종은 반하속에 속하는 분류군으로 제주도와 일본의 반하 개체군과 매우 가까운 유연관계를 형성하고 있는 것으로 밝혀졌다. RAPD 분석은 한국산 반하속 식물종의 종간 및 종내 개체군 집단간의 유연관계 파악에 매우 유용한 실험적 접근방법임을 보여주었다.

• 농업과학연구
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• 제34권2호
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• pp.161-170
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• 2007

Poly($\gamma$-glutamic acid) 및 levan의 생성균주로 알려진 Bacillus subtilis BS 62의 $\gamma$-GTP(ggt) 유전자를 해석하기 위하여 PCR 반응에 의해 BS 62의 염색체 DNA로부터 약 2.5 kb의 $\gamma$-GTP(ggt) 유전자 분획을 얻어 그 PCR 산물의 염기서열을 분석하여 기왕에 보고된 기타의 ggt 유전자와 비교 분석한 결과, B. subtilis $\gamma$-GTP 유전자(BSU49358)와 98%의 높은 상동성을 보였으며, Pseudomonas sp. A14(S63255)와는 37%, 방선균인 Streptomyces avermitils(AP005028)의 게놈 DNA와는 38%의 상동성을 나타냈다. BS 62의 $\gamma$-GTP 유전자의 open reading frame은 587개의 amino acid로 구성된 polypeptide의 것으로 해석되었으며, N-terminal의 28개 아미노산은 B. subtilis 펩타이드의 전형적인 형태를 보였고, 전형적인 리보솜의 부착부위는 개시코돈 ATG의 위쪽 7번에서 12번 염기(AGGAGG)에 위치하였고, 그리고 종지코돈 다음에서는 stem-loop 구조, ORF의 위쪽 약 50 bp 지점에서는 catabolite-responsive element가 발견되었다. 또한 B. subtilis 효소의 촉매자리로 추정되는 467번 잔기는 threonine으로서, 다른 박테리아의 serine, 포유동물의 cysteine과는 구별되는 것이었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제15권4호
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• pp.273-279
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• 2011

후성유전학적 조절은 DNA 서열상의 변화 없이도 유전자의 기능을 변화시킬 수 있는 현상을 뜻한다. 염색체의 후성유전학적 상태는 히스톤 변형, DNA 변형 그리고 RNAi에 의한 유전자 침묵 등에 의해 조절된다. 본 총설에서는 배아줄기세포에서의 후성 유전학적 조절에 영향을 주는 요인으로서 히스톤(histone)의 메틸화에 초점을 맞추었다. 배아줄기세포에서 발현되는 유전자의 조절에는 두 가지 단백질 복합체가 관여한다. Polycomb repressive complex 2(PRC2)는 EED, EZH2, SUZ1를 주요인자로 포함하며, H3K27의 trimethylation(H3K27me3)을 증가시킴으로써 유전자의 발현을 억제한다. 이와는 대조적으로 Trithorax group(TrxG) 복합체는 주요인자로 MLL family를 포함하며, H3K4의 trimethylation(H3K4me3) 시킴으로써 유전자의 발현을 활성화한다. PRC2 및 TrxG는 다양한 보조 단백질을 포함한다. 배아줄기세포에서 후성유전학적 조절의 두드러진 특징은 H3K27me3과 H3K4me3이 동시에 나타나는 이가 상태(bivalent state)이다. PRC2와 TrxG 복합체 그리고 H3K4나 K3K27의 메틸화에 특이적으로 작용하는 탈메틸효소(demethylase)가 한데 어우러져 배아줄기세포에서 만능성 관련 유전자와 발달 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 줄기세포의 유지 및 분화에 기여한다. 따라서 후성유전학적 조절인자들에 대한 보다 자세한 연구는 배아줄기세포를 보다 잘 이해하고 활용하는데 도움을 줄 것이다.

• 생명과학회지
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• 제24권11호
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• pp.1168-1173
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• 2014

HGD (homogentisate1,2-dioxygenase)유전자는 소의 1번 염색체에 존재하며, tyrosine과 phenylalanine의 이화 작용을 돕는 효소 중 하나로 알려져 있다. 또한 소에서 도체중과 등심단면적에 영향을 주는 유전자로 보고된 바 있다. 본 연구는 한우 집단을 대상으로 HGD유전자내 변이지역을 탐색하고, 경제형질과의 연관성을 분석하기 위하여 실시하였다. 총 14개의 Exon지역을 바탕으로 변이지역을 탐색한 결과, 10개의 SNPs를 확인하였고, 이 중 genotype의 Frequency (MAF>0.1)를 고려하여 6개의 SNPs (G34256T, G34257C, T34284C, T42333G, T42348C, T42468C)를 발굴하여 경제형질과의 연관성을 분석하였다. 그 결과 G34256T에서 근내지방도와 유의적인 연관성이 확인되었고, G34257C에서 등심단면적과 근내지방도에서 유의적인 연관성이 확인되었다. 따라서 본 연구 결과에서 확인된 HGD 유전자의 SNP유전자형은 한우선발 및 개량을 위한 분자육종의 기초 자료로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권11호
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• pp.1252-1255
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• 2005

TBG 결핍증은 X 염색체 장완의 TBG 유전자의 돌연변이에 의해서 발생하며, 낮은 총 $T_4$와총$T_3$, 정상 유리 $T_4$와 유리 $T_3$, 정상 TSH 농도를 특징으로 한다. 혈청 티록신글로불린 농도에 따라 완전 TBG 결핍증과 부분 TBG 결핍증으로 나눌 수 있으며, 적절하게 진단하지 못하면 불필요한 검사나 치료의 요인이 될 수 있다. 저자들의 완전 TBG 결핍증으로 진단된 2명의 남아에 대하여 TBG 유전자 분석을 시행하였다. 대상아들은 신생아 선별검사에서 측정된 낮은 총 $T_4$ 농도 때문에 내원하였다. 진찰 소견은 정상이었으며, 갑상선 기능 검사 상 유리 $T_4$, TSH 농도는 정상이었다. 방사면역측정법에 의한 혈청 TBG는 측정되지 않았다. 중합효소연쇄반응을 이용하여 4개의 TBG 유전자 엑손을 증폭한 후 자동염기서열분석을 시행하였다. 두 대상아에서 모두 엑손 4의 352번째 codon의 첫 번째 단일 뉴클레오티드 C의 결손에 의한 frameshift 돌연변이로 374번째 codon에 termination codon이 나타난 것을 확인하였다. 대상아의 어머니들에게서는 돌연변이 대립유전자와 정상 대립유전자의 이형접합체를 확인하였다. 한국인 TBG 결핍증의 역학과 유전적 특성을 규명하기 위한 더 광범위한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권4호
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• pp.312-319
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• 2002

저온성 균인 Sporosarcina psychrophilia의 염색체 DNA를 추출하여 Sau3AI으로 부분 절단하고 pUC19 vector에 ligation 시킨 후, Escherichia coli pyrB mutant 균주에 형질전환하여 uracil이 없는 AB배지에서 생존하는 균주를 선택한 후, 그 plasmid를 분리하여 pSMI과 pSM2라고 명명하였다. 두 plasmid의 염기배열을 결정한 결과 pSM2 insert DNA는 pSMl insert DNA 부분을 포함하는 2,606 nucleotide 단편이었다. 염기서열을 분석하였을 때 이것은 1개의 완전한 open reading frame(ORF)과 2개의 부분 ORFs를 포함하고 있었다. 두 번째 위치한 완전한 ORF는 Bacillus caldolyticus aspartate transcarbamylase(pyrB)와 아미노산 서열 수준에서 59% 상동성을 보였고, 첫 번째와 세 번째 위치한 부분적 ORFs는 각각 Bacillus속의 uracil permease(pyrP)와 dihydoorotase(pyrC)와 높은 상동성을 보였다. 그리고 pyrB와 pyrP사이에 intergenic 부분에는 잠재적인 terminator, antiterminator, anti-antiterminator 구조를 포함하고 있었다. 이러한 결과는 S. psychrophilia pyrimidine 생합성에 관련된 유전자들은 다른 Bacillus속에서 알려진 바와 같이 유전자군을 형성하고 있을 것으로 추정했다. S. psychrophilia pyrB 유전자의 생성물을 과다발현 시키고 정제해서 그 단백질을 SDS-PAGE로 확인한 결과 27 kDa 부근에서 band를 확인할 수 있었으며, 정제한 단백질도 ATCase 효소활성을 지니고 있었다.